一种氮化硅锌合金焊接头系统海水脱盐方法

一种氮化硅锌合金焊接头系统海水脱盐方法
【专利摘要】本发明属于利用能量交换设备在海水脱盐系统中的应用方法，一种氮化硅锌合金焊接头系统海水脱盐方法，作为改进：海水脱盐方法包括以下步骤：第一步，棘轮四齿圆棒制作；第二步，焊接结构离合轴增压泵组装；第三步，焊接结构离合轴增压泵管路连接；第四步，应用焊接结构离合轴增压泵在海水脱盐装置中获取淡水的运行过程。本发明的关键零部件，棘轮四齿圆棒采用以尼龙6树脂为主要成分的复合6尼龙材质，其受冲击应力小于不锈钢轴承材质，确保方头泵轴与水机四槽轴之间的离合传递比较平稳；动密封件的方孔输入轴在外圆表面激光喷涂有一层锌合金硬质耐腐材料，动摩擦承载件的水泵轴承和水机轴承整体材质为氮化硅陶瓷，既耐腐蚀又耐磨损。
【专利说明】-种氮化枯待合金焊接头系统海水脱盐方法

【技术领域】
[0001] 本发明属于利用能量交换设备在海水脱盐系统中的应用方法，国际专利分类为 C02F，具体涉及反渗透海水脱盐系统中关于能量回收设备的一种氮化娃锋合金焊接头系统 海水脱盐方法。

【背景技术】
[0002] 填海造岛，为当代海洋经济之首举，早期海水脱盐采用蒸觸法，如多级闪蒸技术， 能耗在9. OkWh / m3,20世纪70年代反渗透海水脱盐技术投入应用，从80年代初W前建成 的多数反渗透海水脱盐系统的过程能耗6. OkWh / m3,其最主要的改进是将处理后的高压 浓盐水的能量有效回收利用。
[0003] 当今世界在海水脱盐领域液体能量回收利用的压力交换器主要有W下两种： 1. 传统的活塞液压缸结构类似柱塞粟，优点是工作液体介质与废弃高压液体不直接接 触，最高效率可达95%，缺点液压缸结构的活塞W及活塞杆自身都有很大的摩擦功耗，特别 是活塞杆的往复密封技术最难达到理想效果，实际效率往往低于90%，特别是摩擦损耗导致 设备停机频繁、维护费用高。专利号：2010102952. 2,于2010年7月21日公布的我国发明 专利；用于海水脱盐系统的差动式能量回收装置及方法，就属于传统活塞液压缸结构； 2. 其它形式一国际上对海水脱盐投入较早的其它发达国家，如；德国、日本、英国、美 国、荷兰、瑞典、挪威W及丹麦等，都未能在压力交换方面获得理想、完美结构，其实际交换 效率也都没有超过75%，且配套工程鹿大，外来电器驱动和切换阀口等控制元件过多导致意 外事故频繁发生，最终导致大幅度增大设备投资和日常管理维护等额外费用； 3. 最新应用的水粟水轮机，虽然在能量回收关键技术上具备诸多优点，但因其水粟叶 轮与水轮机转轮处于同轴结构，导致启动功率大，而且还容易发生启动事故。


【发明内容】

[0004] 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种W焊接结构离合轴增压粟作为关 键技术，可将原本要废弃的高压液体能量再次转换利用，具备显著节能的海水脱盐系统。
[0005] -种氮化娃锋合金焊接头系统海水脱盐方法，包括海底过滤器、低压水粟、低压粟 电机、预处理装置、焊接结构离合轴增压粟、反渗透膜组件、活性碳吸附罐W及饮用水储存 罐，所述的海底过滤器与所述的低压水粟之间有低压粟吸管连接，所述的低压水粟输入轴 连接着所述的低压粟电机，所述的低压水粟与所述的预处理装置之间有低压粟排管连接， 所述的预处理装置与所述的焊接结构离合轴增压粟的焊接头吸入口之间有低压管路连接， 所述的焊接结构离合轴增压粟的方孔输入轴外端固定连接着变频电机输出端；所述的焊接 结构离合轴增压粟的焊接头排出口与所述的反渗透膜组件前腔的高压进口之间连接有高 压管路，所述的反渗透膜组件后腔的淡化水出口依次连接着所述的活性碳吸附罐和所述的 饮用水储存罐；所述的低压粟吸管上串联有垂直止回阀，所述的低压管路上串联有水平止 回阀；所述的焊接结构离合轴增压粟的焊接头回压接口与所述的反渗透膜组件前腔的截 留水出口之间连接有回压管路，所述的焊接结构离合轴增压粟的焊接头排泄口处有排泄管 路；所述的反渗透膜组件前腔在所述的高压进口与所述的截留水出口之间有导流隔板；所 述的焊接结构离合轴增压粟整体还包括焊接头机粟体、方头粟轴、水机四槽轴、水机转轮、 水粟叶轮、水粟轴承、水机轴承、焊接头吸口端盖和焊接头回压端盖；所述的方头粟轴下端 的挡肩端轴表面与所述的水机四槽轴上端面凹孔侧的四个离合孔斜弧面之间都有棘轮四 齿圆棒； 所述的挡肩端轴表面和所述的离合孔斜弧面表面均有一层厚度为0. 4至0. 6毫米的锋 合金硬质耐腐材料，所述的水粟轴承和所述的水机轴承整体材质均为氮化娃陶瓷，所述的 棘轮四齿圆棒为高强度复合6尼龙，该复合6尼龙由下列重量百分比的组分所构成；尼龙6 树脂；84-85、玻璃纤维：4一5、抗老化剂；0. 03-0. 04、耐磨剂；0. 8-0. 9、固化剂；3-4、增 初剂；4一5,余量为阻燃剂或抗静电剂； 作为改进；获取淡水方法还包括W下步骤： 第一步，所述的棘轮四齿圆棒制作： (一） 、取尼龙6树脂颗粒料放入容器中加热至218-222° C，使其烙成液态状； (二） 、在液态状的尼龙6树脂中加入玻璃纤维、抗老化剂、耐磨剂、增初剂、阻燃剂或抗 静电剂； (H )、将加入上述助剂的液态尼龙倒入反应蓋中再次加热并抽真空至270-272Pa(帕 斯卡），将液态状的尼龙6树脂中水分去掉； (四） 、将抽出水分的尼龙6树脂液体加入固化剂后，倒入W高速旋转的圆筒模具中，力口 热成型； (五） 、冷却出模，并将出模的尼龙圆棒放置入0. SMI^高压容器中加热至123-125° C 的沸腾液体中进行热处理W消除内应力； (六） 、机加工截成所需长度的棒状，并将已经截成所需长度的圆棒两端倒角有 0. 4X45度，棘轮四齿圆棒加工完毕； 第二步，所述的焊接结构离合轴增压粟组装： (一） 、将所述的方头粟轴和所述的水机四槽轴分别人工降温至零下122至123度，并 持续至13分钟取出，1分钟之内将一对所述的水粟轴承和一对所述的水机轴承分别套在粟 上轴承段和粟下轴承段W及机上轴承段和机下轴承段上；将装有一对所述的水粟轴承的所 述的方头粟轴从水粟蜗壳侧整体放置在壳体内孔之中，将装有一对所述的水机轴承的所述 的水机四槽轴从水机蜗壳侧整体放置在所述的壳体内孔之中，同时，将四根所述的棘轮四 齿圆棒放置在所述的挡肩端轴与四个所述的离合孔斜弧面之间； (二） 、一对轴承紧固圈分别旋转在所述的壳体内孔两侧的壳体内螺纹上，由专用套筒 调整工具对准操作盲孔调整到位，确保所述的水粟叶轮和所述的水机转轮同时分别精确位 于所述的水粟蜗壳和所述的水机蜗壳之中； (H )、所述的水机转轮上的转轮内螺纹与所述的水机四槽轴下方侧的机螺纹段旋转 配合预紧，当转轮光孔上的六个转轮螺孔中的一个所述的转轮螺孔与机端光轴上的五个光 轴销孔中的任何一个所述的光轴销孔对准时，将止退销钉外螺纹段与所述的转轮螺孔旋转 紧固，使得所述的止退销钉圆柱销段与所述的光轴销孔之间为滑动配合； (四）、所述的焊接头回压端盖上的机盖台阶面与所述水机蜗壳上的水机端孔对准密 闭紧固在一起； (五）、所述的焊接头吸口端盖上的粟盖台阶面与所述的水粟蜗壳上的粟头端孔对准 密闭紧固在一起； 第H步，所述的焊接结构离合轴增压粟管路连接： 所述的水粟蜗壳上垂直于所述的壳体内孔中也线的切线方向上有所述的焊接头排出 口，所述的水粟蜗壳的粟头端孔与所述的焊接头吸口端盖的粟盖台阶面可拆卸密闭紧固； 所述的焊接头排出口上的排出焊接端面上有排出焊接坡口，排出焊接坡口与高压管路上的 对应坡口焊接形成一圈密闭的排出焊接缝； 所述的水机蜗壳上垂直于所述的壳体内孔的切线方向上有焊接头排泄口，所述的水机 蜗壳的水机端孔与所述的焊接头回压端盖的机盖台阶面可拆卸密闭紧固；所述的焊接头排 泄口上的排泄焊接端面上有排泄焊接坡口，排泄焊接坡口与排泄管路上的对应坡口焊接形 成一圈密闭的排泄焊接缝； 所述的焊接头吸口端盖上有焊接头吸入口与所述的粟盖台阶面中也轴线成垂直布置， 所述的焊接头吸口端盖上有粟盖轴孔与所述的粟盖台阶面中也轴线成同轴布置，所述的粟 盖轴孔与所述的方孔输入轴之间为间隙配合，所述的粟盖轴孔上的填料密封槽中有密封圈 挤压着所述的方孔输入轴外圆面；所述的方孔输入轴下端的轴端方孔与所述的方头粟轴上 端的粟轴方端之间为轴线可滑动配合；所述的焊接头吸入口上的吸入焊接端面上有吸入焊 接坡口，吸入焊接坡口与低压管路上的对应坡口之间采用绝氧埋弧焊接工艺形成一圈密闭 的吸入焊接缝； 所述的焊接头回压端盖上有焊接头回压接口与所述的机盖台阶面中也轴线成同轴布 置，所述的焊接头回压接口上的回压焊接端面上有回压焊接坡口，回压焊接坡口与回压管 路上的对应坡口焊接形成一圈密闭的回压焊接缝；
[0006] 第四步，应用焊接结构离合轴增压粟在海水脱盐装置中获取淡水的运行过程： (一） 、开启所述的低压粟电机输出端驱动所述的低压水粟旋转，吸取退潮海水依次经 过所述的海底过滤器、所述的低压粟吸管、所述的低压粟排管后注入到所述的预处理装置 中备用；再启动变频电机大功率驱动所述的焊接结构离合轴增压粟，带动所述的水粟叶轮 高速旋转，从所述的焊接头排出口排出压力高达6MPa的高压清海水再从所述的高压进口 注入到所述的反渗透膜组件前腔，其中39%至40%的高压清海水能渗透穿越所述的反渗透 膜组件的高密度渗透膜后并成为净化淡水从所述的反渗透膜组件后腔的淡化水出口出来， 注入到所述的活性碳吸附罐再次净化后流入到所述的饮用水储存罐中备用； (二） 、被所述的高密度渗透膜截留的60%至61%高压浓盐水对所述的水机转轮产生作 用时，推动所述的水机转轮高速旋转，水机转轮致使所述的水机四槽轴作顺时针旋转且快 于所述的方头粟轴旋转速度，带动所述的棘轮四齿圆棒切入到所述的离合孔斜弧面与所述 的挡肩端轴之间的狭窄之处，使得所述的水机四槽轴与所述的方头粟轴相结合同步旋转； 经能量交换后的60%至61%高压浓盐水从所述的焊接头排泄口处连接到所述的排泄管路上 排放掉。
[0007] 作为进一步改进：经能量交换后的60%至61%高压浓盐水从所述的焊接头排泄口 处连接到排泄管路，再继续连接到工业用盐基地作为工业用盐原料。
[000引本发明的有益效果是： 本发明的关键零部件，棘轮四齿圆棒采用W尼龙6树脂为主要成分的复合6尼龙材质， 且制作工艺独特，其受冲击应力小于不镑钢轴承材质，确保方头粟轴与水机四槽轴之间的 离合传递比较平稳；动密封件的方孔输入轴在外圆表面激光喷涂有一层锋合金硬质耐腐材 料，动摩擦承载件的水粟轴承和水机轴承整体材质为氮化娃陶瓷，既耐腐蚀又耐磨损； 本发明整体结构采用焊缝连接密闭性好且耐高压，不产生任何渗漏。其中焊接结构离 合轴增压粟中的水粟叶轮和水机转轮分别固定安装在方头粟轴和水机四槽轴上，且方头粟 轴和水机四槽轴为同轴设置，特别是方头粟轴上的挡肩端轴与水机四槽轴上的每一个离合 孔斜弧面之间都有棘轮四齿圆棒，实现了 W下两点最突出的优点： 启动阶段水机转轮还没有受到被高密度渗透膜截留的60%至61%高压浓盐水作用时， 方头粟轴作顺时针启动旋转，带动棘轮四齿圆棒滑到棘轮档位面，该时的棘轮四齿圆棒位 于离合孔斜弧面与挡肩端轴之间的宽阔之处，而使得方头粟轴与水机四槽轴脱离，方头粟 轴旋转不会带动水机四槽轴旋转，方头粟轴完全由变频电机控制； 当被高密度渗透膜截留的60%至61%高压浓盐水对水机转轮产生作用时，借用水机转 轮上的转轮叶片布置角度与所述的水机四槽轴旋转中也轴线成45度夹角，推动水机转轮 高速旋转，水机四槽轴作顺时针旋转且略快于方头粟轴旋转速度，带动棘轮四齿圆棒切入 到离合孔斜弧面与挡肩端轴之间的狭窄之处，而使得方头粟轴与水机四槽轴相结合，助推 方头粟轴旋转，分担了变频电机负荷达50%，实现了降能目的。
[0009] 本发明反渗透膜组件前腔在高压进口与所述的截留水出口之间有导流隔板，使得 注入到反渗透膜组件前腔的高压清海水与高密度渗透膜充分接触，被高密度渗透膜截留的 60%至61%高压浓盐水从所述的截留水出口流出注入到焊接头回压接口里参与能量转换， 使得经反渗透海水脱盐系统所获取每立方淡水的过程电耗降到3. 0度。

【专利附图】

【附图说明】
[0010] 图1是本发明关键技术的焊接结构离合轴增压粟60的剖面示意图。
[0011] 图2是图1中的方头粟轴33与水机四槽轴38结合处局部放大示意图。
[0012] 图3是图2中的A-A剖面图，方头粟轴33与水机四槽轴38处于脱离状态。
[001引图4是图2中的A-A剖面图，方头粟轴33与水机四槽轴38处于结合状态。
[0014] 图5是本发明的应用不意图。
[0015] 图6是图1中的轴承紧固圈75剖面示意图。
[0016] 图7是图6中的轴承紧固圈75俯视图。
[0017] 图8是图1中的水粟螺母72所处局部放大剖面示意图。
[001引 图9是图8中的B-B剖面图。
[001引 图10是图8中的C-C剖面图。
[0020] 图11是图8中的D-D剖面图。
[0021] 图12是图8中方孔输入轴77的轴端方孔71部位放大图。
[0022] 图13是图8中方头粟轴33的粟平键段34 W及传动平键11部位放大图。
[0023] 图14是图1中的止退销钉19所处局部放大剖面示意图。
[0024] 图15是图14中的E-E剖面图。
[0025] 图16是图14中水机四槽轴38的机螺纹段36部位放大图。
[0026] 图17是图14中水机转轮88的转轮内螺纹26部位剖面放大图。
[0027] 图18是图1中的焊接头机粟体61剖面示意图。
[002引图19是图1中的焊接头吸口端盖41剖面示意图。
[0029] 图20是图1中的焊接头回压端盖81剖面示意图。
[0030] 图21是复合6尼龙与不镑钢材质轴承的冲击应力对比曲线图。

【具体实施方式】
[0031] 结合附图和实施例对本发明在反渗透海水淡化系统中的应用方法作进一步阐 述： 一种氮化娃锋合金焊接头系统海水脱盐方法，包括海底过滤器10、低压水粟20、低压 粟电机30、预处理装置50、焊接结构离合轴增压粟60、反渗透膜组件90、活性碳吸附罐78 W及饮用水储存罐79,所述的海底过滤器10与所述的低压水粟20之间有低压粟吸管21连 接，所述的低压水粟20输入轴连接着所述的低压粟电机30,所述的低压水粟20与所述的预 处理装置50之间有低压粟排管25连接，所述的预处理装置50与所述的焊接结构离合轴增 压粟60的焊接头吸入口 65之间有低压管路56连接，所述的焊接结构离合轴增压粟60的 方孔输入轴77外端固定连接着变频电机70输出端；所述的焊接结构离合轴增压粟60的焊 接头排出口 69与所述的反渗透膜组件90前腔的高压进口 96之间连接有高压管路94,所 述的反渗透膜组件90后腔的淡化水出口 92依次连接着所述的活性碳吸附罐78和所述的 饮用水储存罐79 ;所述的低压粟吸管21上串联有垂直止回阀40,所述的低压管路56上串 联有水平止回阀80 ;所述的焊接结构离合轴增压粟60的焊接头回压接口 89与所述的反渗 透膜组件90前腔的截留水出口 98之间连接有回压管路87,所述的焊接结构离合轴增压粟 60的焊接头排泄口 82处有排泄管路28 ;所述的反渗透膜组件90前腔在所述的高压进口 96与所述的截留水出口 98之间有导流隔板97 ;所述的焊接结构离合轴增压粟60整体还包 括焊接头机粟体61、方头粟轴33、水机四槽轴38、水机转轮88、水粟叶轮44、水粟轴承73、 水机轴承42、焊接头吸口端盖41和焊接头回压端盖81 ;所述的方头粟轴33下端的挡肩端 轴57表面与所述的水机四槽轴38上端面凹孔侧的四个离合孔斜弧面49之间都有棘轮四 齿圆棒308 ; 所述的挡肩端轴57表面和所述的离合孔斜弧面49表面均有一层厚度为0. 4至0. 6毫 米的锋合金硬质耐腐材料，所述的水粟轴承73和所述的水机轴承42整体材质均为氮化娃 陶瓷，所述的棘轮四齿圆棒308为高强度复合6尼龙，该复合6尼龙由下列重量百分比的 组分所构成；尼龙6树脂；84- 85、玻璃纤维；4一5、抗老化剂；0. 03- 0. 04、耐磨剂；0. 8- 0. 9、固化剂；3-4、增初剂：4一5,余量为阻燃剂或抗静电剂； 作为改进；获取淡水方法还包括W下步骤： 第一步，所述的棘轮四齿圆棒308制作： (一） 、取尼龙6树脂颗粒料放入容器中加热至218-222° C，使其烙成液态状； (二） 、在液态状的尼龙6树脂中加入玻璃纤维、抗老化剂、耐磨剂、增初剂、阻燃剂或抗 静电剂； (H )、将加入上述助剂的液态尼龙倒入反应蓋中再次加热并抽真空至270-272Pa(帕 斯卡），将液态状的尼龙6树脂中水分去掉； (四） 、将抽出水分的尼龙6树脂液体加入固化剂后，倒入W高速旋转的圆筒模具中，力口 热成型； (五） 、冷却出模，并将出模的尼龙圆棒放置入0. SMI^高压容器中加热至123-125° C 的沸腾液体中进行热处理W消除内应力； (六） 、机加工截成所需长度的棒状，并将已经截成所需长度的圆棒两端倒角有 0. 4X45度，棘轮四齿圆棒308加工完毕； 第二步，所述的焊接结构离合轴增压粟60组装： (一） 、将所述的方头粟轴33和所述的水机四槽轴38分别人工降温至零下122至123 度，并持续至13分钟取出，1分钟之内将一对所述的水粟轴承73和一对所述的水机轴承42 分别套在粟上轴承段35和粟下轴承段37 W及机上轴承段51和机下轴承段52上；将装有 一对所述的水粟轴承73的所述的方头粟轴33从水粟蜗壳67侧整体放置在壳体内孔63之 中，将装有一对所述的水机轴承42的所述的水机四槽轴38从水机蜗壳66侧整体放置在所 述的壳体内孔63之中，同时，将四根所述的棘轮四齿圆棒308放置在所述的挡肩端轴57与 四个所述的离合孔斜弧面49之间； (二） 、一对轴承紧固圈75分别旋转在所述的壳体内孔63两侧的壳体内螺纹62上，由 专用套筒调整工具对准操作盲孔76调整到位，确保所述的水粟叶轮44和所述的水机转轮 88同时分别精确位于所述的水粟蜗壳67和所述的水机蜗壳66之中； (H )、所述的水机转轮88上的转轮内螺纹26与所述的水机四槽轴38下方侧的机螺 纹段36旋转配合预紧，当转轮光孔29上的六个转轮螺孔15中的一个所述的转轮螺孔15 与机端光轴39上的五个光轴销孔16中的任何一个所述的光轴销孔16对准时，将止退销钉 19外螺纹段与所述的转轮螺孔15旋转紧固，使得所述的止退销钉19圆柱销段与所述的光 轴销孔16之间为滑动配合； (四） 、所述的焊接头回压端盖81上的机盖台阶面86与所述水机蜗壳66上的水机端 孔68对准密闭紧固在一起； (五） 、所述的焊接头吸口端盖41上的粟盖台阶面46与所述的水粟蜗壳67上的粟头 端孔64对准密闭紧固在一起； 第H步，所述的焊接结构离合轴增压粟60管路连接： 所述的水粟蜗壳67上垂直于所述的壳体内孔63中也线的切线方向上有所述的焊接头 排出口 69,所述的水粟蜗壳67的粟头端孔64与所述的焊接头吸口端盖41的粟盖台阶面 46可拆卸密闭紧固；所述的焊接头排出口 69上的排出焊接端面53上有排出焊接坡口 55， 排出焊接坡口 55与高压管路94上的对应坡口焊接形成一圈密闭的排出焊接缝99 ; 所述的水机蜗壳66上垂直于所述的壳体内孔63的切线方向上有焊接头排泄口 82,所 述的水机蜗壳66的水机端孔68与所述的焊接头回压端盖81的机盖台阶面86可拆卸密闭 紧固；所述的焊接头排泄口 82上的排泄焊接端面83上有排泄焊接坡口 85,排泄焊接坡口 85与排泄管路28上的对应坡口焊接形成一圈密闭的排泄焊接缝58 ; 所述的焊接头吸口端盖41上有焊接头吸入口 65与所述的粟盖台阶面46中也轴线成 垂直布置，所述的焊接头吸口端盖41上有粟盖轴孔47与所述的粟盖台阶面46中也轴线成 同轴布置，所述的粟盖轴孔47与所述的方孔输入轴77之间为间隙配合，所述的粟盖轴孔47 上的填料密封槽74中有密封圈挤压着所述的方孔输入轴77外圆面；所述的方孔输入轴77 下端的轴端方孔71与所述的方头泵轴33上端的泵轴方端31之间为轴线可滑动配合；所述 的焊接头吸入口 65上的吸入焊接端面43上有吸入焊接坡口 45,吸入焊接坡口 45与低压管 路56上的对应坡口之间采用绝氧埋弧焊接工艺形成一圈密闭的吸入焊接缝54 ; 所述的焊接头回压端盖81上有焊接头回压接口 89与所述的机盖台阶面86中心轴线 成同轴布置，所述的焊接头回压接口 89上的回压焊接端面93上有回压焊接坡口 95,回压焊 接坡口 95与回压管路87上的对应坡口焊接形成一圈密闭的回压焊接缝59 ; 第四步，应用焊接结构离合轴增压泵在海水脱盐装置中获取淡水的运行过程： (一） 、开启所述的低压泵电机30输出端驱动所述的低压水泵20旋转，吸取退潮海水 依次经过所述的海底过滤器10、所述的低压泵吸管21、所述的低压泵排管25后注入到所 述的预处理装置50中备用；再启动变频电机70大功率驱动所述的焊接结构离合轴增压泵 60,带动所述的水泵叶轮44高速旋转，从所述的焊接头排出口 69排出压力高达6MPa的高 压清海水再从所述的高压进口 96注入到所述的反渗透膜组件90前腔，其中39%至40%的 高压清海水能渗透穿越所述的反渗透膜组件90的高密度渗透膜91后并成为净化淡水从所 述的反渗透膜组件90后腔的淡化水出口 92出来，注入到所述的活性碳吸附罐78再次净化 后流入到所述的饮用水储存罐79中备用； (二） 、被所述的高密度渗透膜91截留的60%至61%高压浓盐水对所述的水机转轮88 产生作用时，推动所述的水机转轮88高速旋转，水机转轮88致使所述的水机四槽轴38作 顺时针旋转且快于所述的方头泵轴33旋转速度，带动所述的棘轮四齿圆棒308切入到所述 的离合孔斜弧面49与所述的挡肩端轴57之间的狭窄之处，使得所述的水机四槽轴38与所 述的方头泵轴33相结合同步旋转；经能量交换后的60%至61%高压浓盐水从所述的焊接头 排泄口 82处连接到所述的排泄管路28上排放掉。
[0032] 作为进一步改进：经能量交换后的60%至61%高压浓盐水从所述的焊接头排泄口 82处连接到排泄管路28,再继续连接到工业用盐基地208作为工业用盐原料。
[0033] 实施例中： 0. 8MPa高压容器中加热至123-125° C的沸腾液体采用蒸馏水；轴端方孔71的方孔四 壁13深度为47毫米，方孔四壁13两对边距离为27毫米，精度公差为H6 ;泵轴方端31的 方轴四面14长度为43毫米，方轴四面14两对边距离为27毫米，精度公差为g5。
[0034] 棘轮四齿圆棒308所采用的复合6尼龙由下列重量百分比的组分所构成：尼龙6 树脂：84. 5、玻璃纤维：4. 5、抗老化剂：0. 035、耐磨剂：0. 85、固化剂：3. 5、增韧剂：4. 5,余 量为阻燃剂或抗静电剂。玻璃纤维为无碱玻璃纤维，可以是长玻纤或短玻纤，或长玻纤与短 玻纤并用；抗老化剂为碳黑；耐磨剂为二硫化钥；固化剂为甲苯二异氰酸酯；增韧剂采用非 极性高分子与不饱和酸接枝物，非极性高分子为聚乙烯，不饱和酸丙烯酸；其他助剂采用硅 烷偶联剂。
[0035] 挡肩端轴57表面和离合孔斜弧面49表面均有一层厚度为0. 5毫米的锌合金硬 质耐腐材料，锌合金硬质耐腐材料由如下重量百分比的元素组成：Al:41. 5、Ti:3. 65、Cu: 3.45、W: 3. 15、Sn: 2.35、附：2.7、0:1.25、]?〇:1.55，余量为？6及不可避免的杂质；所述杂 质的重量百分比含量为：C为0. 06、Si为0. 11、Mn为0. 15、S为0. 009、P为0. 018 ; 所述的水泵轴承73和所述的水机轴承42中的Si3N4 (四氮化三硅）为复合材料与矿 化剂MgO (氧化镁）、BaC03 (碳酸钡）及结合粘土各组分的重量百分比含量为Si3N4:92. 3 ; MgO:2.6; BaC03:2.75 ;结合粘土 ：2.35。
[0036] 焊接结构离合轴增压泵内部结构： 所述的焊接头机泵体61上下两侧分别有水泵蜗壳67和水机蜗壳66,所述的焊接头机 泵体61上的壳体内孔63两侧都有壳体内螺纹62分别对着所述的水泵蜗壳67内腔以及所 述的水机蜗壳66内腔； 所述的水泵蜗壳67上垂直于所述的壳体内孔63中心线的切线方向上有所述的焊接头 排出口 69,所述的水泵蜗壳67的泵头端孔64与所述的焊接头吸口端盖41的泵盖台阶面 46可拆卸密闭紧固；所述的焊接头排出口 69上的排出焊接端面53上有排出焊接坡口 55， 排出焊接坡口 55与高压管路94上的对应坡口焊接形成一圈密闭的排出焊接缝99 ; 所述的水机蜗壳66上垂直于所述的壳体内孔63的切线方向上有焊接头排泄口 82,所 述的水机蜗壳66的水机端孔68与所述的焊接头回压端盖81的机盖台阶面86可拆卸密闭 紧固；所述的焊接头排泄口 82上的排泄焊接端面83上有排泄焊接坡口 85,排泄焊接坡口 85与排泄管路28上的对应坡口焊接形成一圈密闭的排泄焊接缝58 ; 所述的焊接头吸口端盖41上有焊接头吸入口 65与所述的泵盖台阶面46中心轴线成 垂直布置，所述的焊接头吸口端盖41上有泵盖轴孔47与所述的泵盖台阶面46中心轴线成 同轴布置，所述的泵盖轴孔47与所述的方孔输入轴77之间为间隙配合，所述的泵盖轴孔47 上的填料密封槽74中有密封圈挤压着所述的方孔输入轴77外圆面；所述的方孔输入轴77 下端的轴端方孔71与所述的方头泵轴33上端的泵轴方端31之间为轴线可滑动配合；所述 的焊接头吸入口 65上的吸入焊接端面43上有吸入焊接坡口 45,吸入焊接坡口 45与低压管 路56上的对应坡口之间采用绝氧埋弧焊接工艺形成一圈密闭的吸入焊接缝54 ; 所述的焊接头回压端盖81上有焊接头回压接口 89与所述的机盖台阶面86中心轴线 成同轴布置，所述的焊接头回压接口 89上的回压焊接端面93上有回压焊接坡口 95,回压焊 接坡口 95与回压管路87上的对应坡口焊接形成一圈密闭的回压焊接缝59 ; 所述的壳体内孔63上半部分过渡配合固定着一对水泵轴承73外圆，所述的一对水泵 轴承73内孔分别过盈配合固定着所述的方头泵轴33的泵上轴承段35和泵下轴承段37 ;所 述的壳体内孔63下半部分过渡配合固定着一对水机轴承42外圆，所述的一对水机轴承42 内孔分别过盈配合固定着所述的水机四槽轴38的机上轴承段51和机下轴承段52 ;所述的 方头泵轴33上方侧自上而下依次有所述的泵轴方端31、泵螺纹段32、泵平键段34和所述 的泵上轴承段35,所述的方头泵轴33下方侧依次有所述的泵下轴承段37和挡肩端轴57 ; 所述的水机四槽轴38上方侧有所述的机上轴承段51，机上轴承段51端面侧有四个离合孔 斜弧面49,离合孔斜弧面49 一侧有棘轮档位面409,离合孔斜弧面49底端有棘轮孔退刀槽 48 ； 所述的水机四槽轴38下方侧依次有所述的机下轴承段52、机螺纹段36以及机端光轴 39,所述的挡肩端轴57与每一个所述的离合孔斜弧面49之间有一根棘轮四齿圆棒308, 一 对所述的轴承紧固圈75外螺纹与所述的壳体内螺纹62调节固定着一对所述的水泵轴承73 和一对所述的水机轴承42的轴向位置；所述的水机转轮88的转轮内螺纹26与所述的机螺 纹段36螺旋配合紧固；所述的水泵叶轮44的通孔内圆22与所述的泵平键段34外圆过渡 配合，所述的轴端方孔71内的方孔四壁13与所述的泵轴方端31上的方轴四面14之间为 滑动配合。
[0037] 图1、图2和图5中，焊接结构离合轴增压泵60中的水泵叶轮44和水机转轮88分 别固定安装在方头泵轴33和水机四槽轴38上，且方头泵轴33和水机四槽轴38为同轴设 置，特别是方头泵轴33上的挡肩端轴57与水机四槽轴38上的每一个离合孔斜弧面49之 间都有棘轮四齿圆棒308,实现了以下两点最突出的优点： 图1、图3和图5中，启动阶段水机转轮88还没有受到被高密度渗透膜91截留的60% 至61%高压浓盐水作用时，方头泵轴33作顺时针启动旋转，带动棘轮四齿圆棒308滑到棘 轮档位面409,这时的棘轮四齿圆棒308位于离合孔斜弧面49与挡肩端轴57之间的宽阔之 处，而使得方头泵轴33与水机四槽轴38脱离，方头泵轴33旋转不会带动水机四槽轴38旋 转，方头泵轴33完全由变频电机70控制； 图1、图4和图5中，当被高密度渗透膜91截留的60%至61%高压浓盐水对水机转轮 88产生作用时，借用水机转轮88上的转轮叶片84布置角度与所述的水机四槽轴38旋转中 心轴线成45度夹角，推动水机转轮88高速旋转，水机四槽轴38作顺时针旋转且略快于方 头泵轴33旋转速度，优选为快1个百分点，带动棘轮四齿圆棒308切入到离合孔斜弧面49 与挡肩端轴57之间的狭窄之处，而使得方头泵轴33与水机四槽轴38相结合，助推方头泵 轴33旋转，分担了变频电机70负荷达50%，实现了降能目的。经能量交换后的60%至61% 高压浓盐水从焊接结构离合轴增压泵60的焊接头排泄口 82处连接到排泄管路28上排放 掉，或者将排泄管路28继续连接到工业用盐基地208作为工业用盐原料，周而复始，连续工 作。
[0038] 本发明整体结构采用焊缝连接密闭性好且耐高压，不产生任何渗漏。其中焊接头 机泵体61采用两侧中心对称设置有水泵蜗壳67和水机蜗壳66,使得整体作用力得到平衡； 特别是焊接头机泵体61上的壳体内孔63两侧都设置有壳体内螺纹62,配用一对轴承紧固 圈75由专用套筒调整工具对准4个操作盲孔76调整到位，确保水泵叶轮44和水机转轮88 同时分别精确位于水泵蜗壳67和水机蜗壳66之中，经实验显示其能量转换效率高达68%。
[0039] 本发明在水机转轮88的转轮光孔29上有六个转轮螺孔15与机端光轴39上的五 个光轴销孔16错位对应，确保水机转轮88的转轮内螺纹26与机螺纹段36之间微小旋转 调节，就能确保止退销钉19同时对准转轮螺孔15和光轴销孔16,实现水机转轮88相对于 方头泵轴33可承受正反转而不会松开，快捷安全。
[0040] 本发明在方头泵轴33的泵螺纹段32外端还设置有泵轴方端31与方孔输入轴77 的轴端方孔71滑动配合，实现了外部动力输入；述的方孔四壁13端口有1.5X45度的方孔 坡口 23,方轴四面14端口有1.5X45度的方轴坡口 24,便于轴端方孔71与泵轴方端31对 准导入；特别是方轴四面14的四个相邻边上都有1. 5X45度的方轴倒角17,确保方轴四面 14与方孔四壁13之间精密配合传递大扭矩。
[0041] 本发明的关键零部件，棘轮四齿圆棒308采用以尼龙6树脂为主要成分的复合6 尼龙材质，且制作工艺独特，其受冲击应力小于不锈钢轴承材质，确保方头泵轴33与水机 四槽轴38之间的离合传递比较平稳；方头泵轴33的挡肩端轴57和水机四槽轴38的离合 孔斜弧面49在外表面均激光喷涂有一层锌合金硬质耐腐材料，动摩擦承载件的水泵轴承 73和水机轴承42整体材质均为氮化硅陶瓷，达到了既耐腐蚀又耐磨损的理想效果。
[0042] 图21是复合6尼龙与不锈钢材质轴承的冲击应力对比曲线图。 图表1中横坐标T为时间频率，纵坐标F为冲击应力。由图21的对比曲线可以得出： 棘轮四齿圆棒308采用复合6尼龙材质的冲击应力小于不锈钢轴承材质，确保水泵轴承73 与水机轴承42之间的离合传递比较平稳。
[0043] (表1)氮化硅陶瓷轴承与316不锈钢轴承的耐腐蚀磨损实验数据对比

【权利要求】
1. 一种氮化硅锌合金焊接头系统海水脱盐方法，包括海底过滤器（10)、低压水泵 (20)、低压泵电机（30)、预处理装置（50)、焊接结构离合轴增压泵（60)、反渗透膜组件 (90)、活性碳吸附罐（78)以及饮用水储存罐（79)，所述的海底过滤器（10)与所述的低压水 泵（20)之间有低压泵吸管（21)连接，所述的低压水泵（20)输入轴连接着所述的低压泵电 机（30)，所述的低压水泵（20)与所述的预处理装置（50)之间有低压泵排管（25)连接，所 述的预处理装置（50)与所述的焊接结构离合轴增压泵（60)的焊接头吸入口（65)之间有低 压管路（56)连接，所述的焊接结构离合轴增压泵（60)的方孔输入轴（77)外端固定连接着 变频电机（70)输出端；所述的焊接结构离合轴增压泵（60)的焊接头排出口（69)与所述的 反渗透膜组件（90)前腔的高压进口（96)之间连接有高压管路（94)，所述的反渗透膜组件 (90)后腔的淡化水出口（92)依次连接着所述的活性碳吸附罐（78)和所述的饮用水储存罐 (79);所述的低压泵吸管（21)上串联有垂直止回阀（40)，所述的低压管路（56)上串联有水 平止回阀（80);所述的焊接结构离合轴增压泵（60)的焊接头回压接口（89)与所述的反渗 透膜组件（90)前腔的截留水出口（98)之间连接有回压管路（87)，所述的焊接结构离合轴 增压泵（60)的焊接头排泄口（82)处有排泄管路（28);所述的反渗透膜组件（90)前腔在所 述的高压进口（96)与所述的截留水出口（98)之间有导流隔板（97);所述的焊接结构离合 轴增压泵（60)整体还包括焊接头机泵体（61)、方头泵轴（33)、水机四槽轴（38)、水机转轮 (88)、水泵叶轮（44)、水泵轴承（73)、水机轴承（42)、焊接头吸口端盖（41)和焊接头回压端 盖（81);所述的方头泵轴（33)下端的挡肩端轴（57)表面与所述的水机四槽轴（38)上端面 凹孔侧的四个离合孔斜弧面（49)之间都有棘轮四齿圆棒（308); 所述的挡肩端轴（57)表面和所述的离合孔斜弧面（49)表面均有一层厚度为0.4至0.6 毫米的锌合金硬质耐腐材料，所述的水泵轴承（73)和所述的水机轴承（42)整体材质均为 氮化硅陶瓷，所述的棘轮四齿圆棒（308)为高强度复合6尼龙，该复合6尼龙由下列重量百 分比的组分所构成：尼龙6树脂：84- 85、玻璃纤维：4一5、抗老化剂：0. 03- 0. 04、耐磨剂： 0. 8 - 0. 9、固化剂：3 - 4、增韧剂：4一5,余量为阻燃剂或抗静电剂； 其特征是：获取淡水方法还包括以下步骤： 第一步，所述的棘轮四齿圆棒（308)制作： (一） 、取尼龙6树脂颗粒料放入容器中加热至218-222° C，使其熔成液态状； (二） 、在液态状的尼龙6树脂中加入玻璃纤维、抗老化剂、耐磨剂、增韧剂、阻燃剂或抗 静电剂； (三） 、将加入上述助剂的液态尼龙倒入反应釜中再次加热并抽真空至270-272Pa (帕 斯卡），将液态状的尼龙6树脂中水分去掉； (四） 、将抽出水分的尼龙6树脂液体加入固化剂后，倒入以高速旋转的圆筒模具中，力口 热成型； (五） 、冷却出模，并将出模的尼龙圆棒放置入〇.8MPa(兆帕）高压容器中加热至 123-125° C的沸腾液体中进行热处理以消除内应力； (六） 、机加工截成所需长度的棒状，并将已经截成所需长度的圆棒两端倒角有 0. 4X45度，棘轮四齿圆棒（308)加工完毕； 第二步，所述的焊接结构离合轴增压泵（60)组装： (一）、将所述的方头泵轴（33)和所述的水机四槽轴（38)分别人工降温至零下122至 123度，并持续至13分钟取出，1分钟之内将一对所述的水泵轴承（73)和一对所述的水机轴 承（42)分别套在泵上轴承段（35)和泵下轴承段（37)以及机上轴承段（51)和机下轴承段 (52)上；将装有一对所述的水泵轴承（73)的所述的方头泵轴（33)从水泵蜗壳（67)侧整体 放置在壳体内孔（63)之中，将装有一对所述的水机轴承（42)的所述的水机四槽轴（38)从 水机蜗壳（66)侧整体放置在所述的壳体内孔（63)之中，同时，将四根所述的棘轮四齿圆棒 (308)放置在所述的挡肩端轴（57)与四个所述的离合孔斜弧面（49)之间； (二） 、一对轴承紧固圈（75)分别旋转在所述的壳体内孔（63)两侧的壳体内螺纹（62) 上，由专用套筒调整工具对准操作盲孔（76)调整到位，确保所述的水泵叶轮（44)和所述的 水机转轮（88)同时分别精确位于所述的水泵蜗壳（67)和所述的水机蜗壳（66)之中； (三） 、所述的水机转轮（88)上的转轮内螺纹（26)与所述的水机四槽轴（38)下方侧的 机螺纹段（36)旋转配合预紧，当转轮光孔（29)上的六个转轮螺孔（15)中的一个所述的转 轮螺孔（15)与机端光轴（39)上的五个光轴销孔（16)中的任何一个所述的光轴销孔（16) 对准时，将止退销钉（19)外螺纹段与所述的转轮螺孔（15)旋转紧固，使得所述的止退销钉 (19)圆柱销段与所述的光轴销孔（16)之间为滑动配合； (四） 、所述的焊接头回压端盖（81)上的机盖台阶面（86)与所述水机蜗壳（66)上的水 机端孔（68)对准密闭紧固在一起； (五） 、所述的焊接头吸口端盖（41)上的泵盖台阶面（46)与所述的水泵蜗壳（67)上的 泵头端孔（64)对准密闭紧固在一起； 第三步，所述的焊接结构离合轴增压泵（60)管路连接： 所述的水泵蜗壳（67)上垂直于所述的壳体内孔（63)中心线的切线方向上有所述的焊 接头排出口（69)，所述的水泵蜗壳（67)的泵头端孔（64)与所述的焊接头吸口端盖（41)的 泵盖台阶面（46)可拆卸密闭紧固；所述的焊接头排出口（69)上的排出焊接端面（53)上有 排出焊接坡口（55)，排出焊接坡口（55)与高压管路（94)上的对应坡口焊接形成一圈密闭 的排出焊接缝（99); 所述的水机蜗壳（66)上垂直于所述的壳体内孔（63)的切线方向上有焊接头排泄口 (82)，所述的水机蜗壳（66)的水机端孔（68)与所述的焊接头回压端盖（81)的机盖台阶面 (86)可拆卸密闭紧固；所述的焊接头排泄口（82)上的排泄焊接端面（83)上有排泄焊接坡 口（85)，排泄焊接坡口（85)与排泄管路（28)上的对应坡口焊接形成一圈密闭的排泄焊接 缝（58); 所述的焊接头吸口端盖（41)上有焊接头吸入口（65)与所述的泵盖台阶面（46)中心轴 线成垂直布置，所述的焊接头吸口端盖（41)上有泵盖轴孔（47)与所述的泵盖台阶面（46) 中心轴线成同轴布置，所述的泵盖轴孔（47)与所述的方孔输入轴（77)之间为间隙配合，所 述的泵盖轴孔（47)上的填料密封槽（74)中有密封圈挤压着所述的方孔输入轴（77)外圆 面；所述的方孔输入轴（77)下端的轴端方孔（71)与所述的方头泵轴（33)上端的泵轴方端 (31)之间为轴线可滑动配合；所述的焊接头吸入口（65)上的吸入焊接端面（43)上有吸入 焊接坡口（45)，吸入焊接坡口（45)与低压管路（56)上的对应坡口之间采用绝氧埋弧焊接 工艺形成一圈密闭的吸入焊接缝（54); 所述的焊接头回压端盖（81)上有焊接头回压接口（89)与所述的机盖台阶面（86)中心 轴线成同轴布置，所述的焊接头回压接口（89)上的回压焊接端面（93)上有回压焊接坡口 (95)，回压焊接坡口（95)与回压管路（87)上的对应坡口焊接形成一圈密闭的回压焊接缝 (59)； 第四步，应用焊接结构离合轴增压泵在海水脱盐装置中获取淡水的运行过程： (一） 、开启所述的低压泵电机（30)输出端驱动所述的低压水泵（20)旋转，吸取退潮 海水依次经过所述的海底过滤器（10)、所述的低压泵吸管（21)、所述的低压泵排管（25)后 注入到所述的预处理装置（50)中备用；再启动变频电机（70)大功率驱动所述的焊接结构 离合轴增压泵（60)，带动所述的水泵叶轮（44)高速旋转，从所述的焊接头排出口（69)排出 压力高达6MPa的高压清海水再从所述的高压进口（96)注入到所述的反渗透膜组件（90) 前腔，其中39%至40%的高压清海水能渗透穿越所述的反渗透膜组件（90)的高密度渗透膜 (91)后并成为净化淡水从所述的反渗透膜组件（90)后腔的淡化水出口（92)出来，注入到 所述的活性碳吸附罐（78)再次净化后流入到所述的饮用水储存罐（79)中备用； (二）、被所述的高密度渗透膜（91)截留的60%至61%高压浓盐水对所述的水机转轮 (88)产生作用时，推动所述的水机转轮（88)高速旋转，水机转轮（88)致使所述的水机四 槽轴（38)作顺时针旋转且快于所述的方头泵轴（33)旋转速度，带动所述的棘轮四齿圆棒 (308)切入到所述的离合孔斜弧面（49)与所述的挡肩端轴（57)之间的狭窄之处，使得所述 的水机四槽轴（38)与所述的方头泵轴（33)相结合同步旋转；经能量交换后的60%至61%高 压浓盐水从所述的焊接头排泄口（82)处连接到所述的排泄管路（28)上排放掉。
2.根据权利要求1所述的一种氮化硅锌合金焊接头系统海水脱盐方法，其特征是：经 能量交换后的60%至61%高压浓盐水从所述的焊接头排泄口（82)处连接到排泄管路（28)， 再继续连接到工业用盐基地（208)作为工业用盐原料。
【文档编号】B01D61/06GK104310620SQ201410533927
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月12日 优先权日:2014年10月12日
【发明者】张志雄 申请人:张志雄